147

Földrajzi Értesítő 2007. LVI. évf. 3–4. füzet, pp. 147–167.

A 21. század végén várható regionális éghajlatváltozás Magyarországon

Bartholy Judit–Pongrácz Rita–Gelybó Györgyi1

Abstract

Regional climate change expected in Hungary by the end of the 21st century

In the frame of the European Union 5th Program, the project PRUDENCE provides climate estimations for the last three decades of the 21st century for the entire European continent. The applied regional climate models used 50 km as the horizontal spatial resolu-tion, and evaluated the A2 and B2 global emission scenario. On the basis of the results from the project PRUDENCE, expected climate change estimations are summarized for Hungary for the 2071–2100 period. Our results suggest that in case of temperature, a warming trend is evident in the Carpathian Basin both on annual and seasonal scales. The largest tempera-ture increase is projected for summer, 4.8°C (A2) and 4.0°C (B2), while the smallest seasonal warming is expected in spring, 3.1°C (A2) and 2.5°C (B2). The expected change of annual total precipitation is slightly negative, but not signifi cant. However, signifi cantly large and opposite trends are expected in diff erent seasons. Seasonal precipitation amount is very likely to increase in winter (by 23–37% in case of A2, and by 20–27% in case of B2), while it is expected to decrease in summer (by 24–33% in case of A2, and by 10–20% in case of B2). These results implies that the annual distribution of precipitation is expected to be restruc-tured: the wett est summer season may become the driest (especially in case of A2 scenario), and the driest winter is expected to be the wett est by the end of the 21st century. It is evident that all these climate processes aff ect agricultural activity and disaster management strategy. In order to prepare for the changing climate conditions, results of this robust regional cli-mate change analysis may serve as basic information until spatially (10 km resolution) and temporally (nearer future) more detailed regional climate model simulations are completed and quality-controlled results are available for further impact studies.

Bevezetés

Az elmúlt években az Európai Unió különböző testületei és az Amerikai Egyesült Államok szenátusa egyaránt nagy erőfeszítéseket tett annak érdekében, hogy a kutatók

¹ Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszék 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/a. E-mail: bari@ludens.elte.hu

148

fejleszthessék a regionális éghajlati előrejelzések információtartalmát, minőségének és megbízhatóságának növekedését. A korábban jellemző sporadikus, nem kellően koordi-nált kutatások helyett az V. és VI. EU-keretprogramban megjelentek az egész kontinenst átfogó programok (PRUDENCE, STARDEX, MICE), ugyanakkor az Amerikai Egyesült Államokban egy külön kormánybizott ság létesült a kutatások összehangolására.

2007. febr. 2-án jelent meg az IPCC (Kormányközi Testület a Klímaváltozásról) negyedik Helyzetértékelő Jelentései között az első munkacsoport eredményeit közlő kötet (IPCC, 2007). Ez a munkacsoport foglalkozik az éghajlatváltozás tudományos elemzésével és az éghajlat várható megváltozásának becslésével. E jelentés szerint az Európa klímáját befo-lyásoló legfontosabb folyamatok: (1) megnövekedett vízgőzforgalom az alacsonyabb földraj-zi szélességek felől a magasabb szélességek felé, (2) a légköri cirkuláció évközi, ill. hosszabb időskálán történő változása, (3) a téli hófedett ség területi kiterjedésének és időtartamának csökkenése a kontinens ÉK-i részén, (4) a mediterrán és a közép-európai térségben a talaj nedvességkészletének csökkenése a nyári félévben. Például a Közép-Európát érintő 2003-as nyári hőhullámot egy olyan, hosszan elhúzódó anticiklonális helyzet következményeként is felfoghatjuk (Fink, A.H. et al. 2004), amely jelentős aszályt eredményezett a régióban (Black, E. et al. 2004). A jelentés szerint Európa évi átlaghőmérsékletének növekedése a 21. sz. végére várhatóan jelentősen meghaladja a globális melegedés mértékét. A legnagyobb melegedés Észak-Európa térségére télen (Benestad, R.E. 2005), míg a Földközi-tenger régiójában ny-áron várható. Észak-Európában a téli minimum-hőmérséklet nagy valószínűséggel jobban növekedik majd, mint a téli átlaghőmérséklet (Hanssen-Bauer, I. et al. 2005). Közép- és Dél-Európában a nyári maximumhőmérséklet várhatóan szintén jobban növekedik majd, mint a nyári átlaghőmérséklet (Tebaldi, C. et al. 2006). A csapadék éves összege Észak-Európában nagy valószínűséggel nő (Hanssen-Bauer, I. et al. 2005), míg a mediterrán térségben csökken. A két térség határán elhelyezkedő közép-európai régióban az évi összeg várhatóan nem nagyon változik, viszont a téli csapadék növekedése és a nyári csapadék csökkenése prognosztizálható. A nyári csapadékcsökkenés és a tavaszi párolgásnövekedés következtében a nyári aszályok gyakorisága várhatóan megnövekszik Közép-Európában és a Földközi-tenger vidékén (Pal, J.S. et al. 2004; Christensen, O.B.–Christensen, J.H. 2004). Az európai melegedéssel szoros összefüggésben a havas napok száma és a hóvastagság az egész kontinensen nagy valószínűséggel csökken (IPCC, 2007).

Az 1990-es évek elejére egyértelművé vált, hogy a globális modellekkel technikailag lehetetlen regionális térskálán is megfelelő pontosságú becsléseket készíteni. Ezt elfogadva, elsőként Giorgi és munkatársai (Giorgi, F. 1990) fejlesztett ek ki egy áthidaló módszert, az ún. beágyazott modellekkel való szimulációt. A globális modellek eredményeit bemenő paraméterként felhasználó korlátos tartományú beágyazott modellek képesek a nagyskálájú változásokat lebontani területileg fi nomabb skálára. A regionális modellek felbontása mára akár 5–10 km is lehet, mely kisebb térségek pontosabb éghajlati leírását is lehetővé teszi.

Az Európai Unió V. keretprogramjának egyik jelentős kutatási projektje volt a PRUDENCE (htt p://prudence.dmi.dk), melyben 9 EU-s országból összesen 21 egyetem, nemzeti meteorológiai szolgálat és kutatóintézet vett részt. Európában ez volt az első klíma-változással kapcsolatos nemzetközi összefogással végzett kutatás, melynél pontosan meg-határozott „menetrend” szerint történt a partnerek együtt működése (előre megállapodtak a futt atandó globális és regionális modellekben, azok felbontásában, a célidőszakokban és a vizsgált régióban). A projekt futamideje 2001-től 2004-ig tartott .

A PRUDENCE projekt abból a feltevésből indult ki, hogy előreláthatóan a klí-maváltozások jelentős hatással lesznek az extrém időjárási események gyakoriságára és amplitúdójára, valamint feltételezhető, hogy a magasabb hőmérsékleti értékek, az inten-zívebbé váló hidrológiai ciklus, s a megélénkülő légköri mozgások a regionális éghajlat

149

megváltozását eredményezik. A kutatás fő célja az európai klímaváltozás kockázatának és hatásainak meghatározása volt regionális szcenáriók és bizonytalansági becslések alapján. Ezen belül kiemelt feladatként vállalták a 21. sz. utolsó három évtizedére vonatkozó klíma-becslések és azok bizonytalanságának számszerűsítését, éghajlati és hatáselemző modellek összekapcsolását, alkalmazkodási stratégiák kidolgozását (Christensen, J.H. 2005). Az első értékelő és összefoglaló publikációk 2006 első félévében jelentek meg.

Számos meteorológiai paraméterre (pl.: átlagos hőmérséklet, maximum- és mini-mumhőmérséklet, csapadékösszeg, szél, stb.) elkészültek a PRUDENCE projekt keretében a SRES A2 és B2 szcenárió (2071–2100 időszak) modellbecslései mind a négy évszakra. Mindegyik paraméterre megtörtént az 1961–1990-es időszak kontrolladataival való össze-vetés, melyhez a Kelet-Angliai Egyetem Éghajlatkutató Osztálya (CRU) által összeállított adatbázist (New, M. et al., 1999) használták fel.

Cikkünkben a Kárpát-medence térségére a 21. sz. végén várható regionális éghaj-latváltozási szcenáriókat összegezzük a PRUDENCE modellszimulációk felhasználásával. Az adatbázis vázlatos bemutatása után az évszakos hőmérsékleti paraméterek várható alakulását, majd az évszakos csapadék valószínűsíthető változását elemezzük.

Adatok

Finomfelbontású (10–25 km) regionális éghajlati modellek adaptálása Magyarországon jelenleg mind az ELTE Meteorológiai Tanszékén (Bartholy, J. et al. 2006), mind az Országos Meteorológiai Szolgálatnál (Horányi A. 2006) folya-matban van. Ezen klímaszimulációk eredményeire előreláthatóan még több évet várni kell, de a felhasználók számára és a különböző részterületek hatásvizsgá-lataihoz ennél sokkal előbb, már most szükséges az éghajlatváltozási szcenáriók megadása. Ezt a sürgető igényt kívánjuk kielégíteni azzal, hogy a PRUDENCE projekt eredményeit összegezzük és értékeljük a Kárpát-medence térségére, éghajlati becsléseket adva a klímapolitikusoknak, ill. a nemzetgazdaság többi érintett szektorának a 21. sz.-ra. Az A2 szcenáriót tekintő futt atások közül 16 szi-mulációt, míg a B2 szcenárió esetén 8 szimulációt vett ünk fi gyelembe. Az 1. táblá-zatban bemutatjuk e szimulációkat futt ató intézetek listáját, valamint a regionális és globális klímamodelleket, melyek alapján elemzéseinkben a hőmérséklet- és csapadékváltozásokat bemutató kompozitt érképeket készített ük. A Kárpát-me-dencét reprezentáló területnek a 45,25°–49,25°É és 13,75°–26,50°K által kij elölt térséget választott uk. A PRUDENCE szimulációk a 21. sz. végére (2071–2100) állnak rendelkezésre. Az alkalmazott referencia időszak 1961–1990.

A várható hőmérsékletváltozás a Kárpát-medencében

Elsőként az évszakos átlaghőmérséklet várható alakulását vizsgál-tuk a 2071–2100-es időszakra. Kompozitt érképeken mutatjuk be az évszakos hőmérsékletnövekedést, míg a különböző modellek eredményeiből adódó

150

bizonytalanságot a hőmérsékletváltozás szórásértékeivel reprezentáljuk. Az A2 szcenáriót alkalmazó 16 modellfutt atás alapján készült várható hőmérsék-letváltozást láthatjuk az 1. ábrán, míg a 2. ábrán az évszakos szórásmezőket. A 3. és 4. ábrán, a B2 szcenárióra vonatkozó (8 modellszimuláció alapján) készített hasonló évszakos mezőket mutatjuk be.

Hasonlóan a globális és európai eredményekhez, az A2 szcenárió ese-tén a Kárpát-medencére is nagyobb melegedés várható, mint a B2 esetén. A 2. táblázatban a Magyarország területére várható melegedés mértékét össze-gezzük. A melegedés mindkét szcenárió esetén nyáron a legnagyobb (4,5–5,1 °C ill. 3,7–4,2 °C), s tavasszal a legkisebb (2,9–3,2 °C, ill. 2,4–2,7 °C). A hőmér-séklet emelkedés mértéke nyáron északról dél felé, míg télen és tavasszal nyugatról kelet felé haladva növekszik. A modellek legnagyobb szórása nyáron (0,9–1,1°C) fi gyelhető meg mindkét szcenárió esetén (2., ill. 4. ábra).

1. táblázat. Az elemzéshez felhasznált regionális modellek (RCM), az azokat futt ató intézetek, a futt atáshoz felhasznált globális modellek, s rendelkezésre álló szcenáriók

Intézet Regionális modell Globális modell Szcenárió1

Dán Meteorológiai Intézet

HIRHAM HadAM3H A2, B22 HIRHAM ECHAM5 A2

3 HIRHAM fi nom felbontású HadAM3H A2

4 HIRHAM extra fi nom felbontású HadAM3H A2

5Brit Hadley Központ

HadRM3P (en-semble/1) HadAM3P A2, B2

6 HadRM3P (en-semble/2) HadAM3P A2

7 Zürichi Műszaki Főiskola CHRM HadAM3H A28

Kieli Atomenergiahasznosító Hajóépítési Társaság

CLM HadAM3H A2

9 CLM továbbfej-lesztett HadAM3H A2

10 Hamburgi Max Planck Intézet REMO HadAM3H A211

Svéd Hidrometeorológiai Intézet

RCAO HadAM3H A2, B2

12 RCAO ECHAM4/OPYC B2

13 Madridi Egyetem PROMES HadAM3H A2, B2

14 Trieszti Nemzetközi Elméleti Fizikai Központ RegCM HadAM3H A2, B2

15 Norvég Meteorológiai Intézet HIRHAM HadAM3H A216 Holland Meteorológiai Intézet RACMO HadAM3H A217 Francia Meteorológiai

SzolgálatARPEGE HadCM3 A2, B2

18 ARPEGE ARPEGE/OPA B2

151

Az 5. ábra összegezi az A2 és B2 szcenáriók esetén a Magyarországon várható évszakos hőmérsékletváltozásokat. Általánosságban elmondhatjuk, hogy a 2071–2100-es időszakban a melegedés mértéke mindkét szcenárióra és minden évszakra meghaladja a 2,5 °C-ot, de kisebb mint 4,8 °C. A legkisebb eltérés az A2 és B2 szcenárió között tavasszal várható (0,6 °C), míg legnagyobb télen (1,0 °C). A legnagyobb mértékű melegedés várhatóan nyáron lesz, 4,8 °C az A2 szcenárió esetén, és 4,0°C a B2 szcenárióra. A legkisebb hőmérséklet-növekedés tavasszal várható: 3,1 °C (A2), ill. 2,5 °C (B2).

A klímamodellek tesztelésére általánosan használt módszer a jelenlegi éghajlat rekonstruálása, melyhez az 1961–1990-es időszakot szokták alkalmaz-ni. A PRUDENCE szimulációk verifi kálásához a CRU adatbázist (New, M. et al. 1999) használták. Általánosságban elmondhatjuk, hogy a Kárpát-medence térségében a szimulációk felülbecslik a hőmérsékletet, csak a vizsgált terület nyugati és északkeleti határán fi gyelhetünk meg alulbecslést (Bartholy, J. et al. 2007). A legnagyobb felülbecslés az ország déli részén fi gyelhető meg, de ennek mértéke sem haladja meg a 1,5°C-ot.

Hasonlóan az átlaghőmérséklethez, a várható évszakos melegedés mérté-két a napi maximum- és minimumhőmérsékletre is ábrázoltuk a Kárpát-medence térségére. A 3. táblázatban és a 6. ábrán összegezzük a Magyarország területére vár-ható változásokat. A legnagyobb melegedés mindkét szcenárió esetén nyáron vár-ható: (1) a maximumhőmérséklet várható növekedése 4,9–5,3°C (A2) ill. 4,0–4,4°C (B2), (2) a minimumhőmérséklet várható növekedése 4,2–4,8°C (A2) ill. 3,5–4,0°C (B2). Amint a számértékekből kitűnik, a minimumhőmérséklet valószínűsíthető növekedése általában (tél kivételével) kisebb, mint a maximumhőmérsékleté.

2. táblázat. A 2071–2100-as időszakban Magyarországon várható átlaghőmérséklet-változás értékei*

Szcenárió Tavasz (MAM) Nyár (JJA) Ősz (SON) Tél (DJF)A2 2,9–3,2 °C 4,5–5,1 °C 4,1–4,3 °C 3,7–4,3 °CB2 2,4–2,7 °C 3,7–4,2 °C 3,2–3,4 °C 2,9–3,2 °C

*Az A2 szcenárió esetén 16 modellszimuláció eredményeit vett ük fi gyelembe, míg a B2 szcenárió esetén 8 modell-szimuláció eredményei álltak rendelkezésre

3. táblázat. A 2071–2100-as időszakban Magyarországon várható évszakos növekedés értékei a maximum és minimum hőmérséklet esetén*

SzcenárióTavasz (MAM) Nyár (JJA) Ősz (SON) Tél (DJF)

°C

MaximumA2 2,8–3,3 4,9–5,3 4,3–4,6 3,7–4,2 B2 2,4–2,6 4,0–4,4 3,3–3,5 2,6–3,0

MinimumA2 3,0–3,2 4,2–4,8 4,0–4,2 3,8–4,6 B2 2,3–2,7 3,5–4,0 3,0–3,2 2,8–3,5

*A megjegyzést lásd a 2. táblázatnál.

152

1. áb

ra. É

vsza

kos hőm

érsé

klet

válto

zás (

°C) a

Kár

pát-m

edence

térs

égében

16 eu

rópa

i regioná

lis ég

hajlati

mod

ellszi

muláció

ered

ményei

alap

ján a

2071

–210

0-as

idősza

kban

, A2

szcená

rió eset

ére

Season

al tem

perature

cha

nge

(°C

) ex

pected

by

2071

–210

0 for the

Car

pathian

Basin using the ou

tput

s of

16

RC

M sim

ulations

,

A2

scenario

153

2. áb

ra. A

z év

szakos

hőm

érsé

klet

válto

záso

k szórása

(°C

) a Kár

pát-m

edence

térs

égében

16 eu

rópa

i regioná

lis ég

hajlati

mod

ellszi

muláció

eredm

ényei ala

pján

a 2

071 –

2100

-as idősza

kban

, A2

szcená

rió eset

ére

Stan

dard

deviatio

n of

season

al te

mpe

rature

chan

ge (°

C) e

xpected by

207

1–21

00 fo

r the

Car

pathian

Basin using the ou

tput

s of 1

6 RC

M

sim

ulations

, A2

scenario

154

3. áb

ra. É

vsza

kos hőm

érsé

klet

válto

zás (

°C) a

Kár

pát-m

edence

térs

égében

8 európ

ai re

gion

ális

égh

ajlati

mod

ellszi

muláció

eredm

ényei

ala

pján

a 2

071–

2100

-as idősza

kban

, B2

szcená

rió eset

ére

Season

al tem

perature

cha

nge

(°C

) ex

pected

by

2071

–210

0 for the

Car

pathian

Basin using the ou

tput

s of

8 R

CM

sim

ulations

,

B2

scenario

155

4. áb

ra. A

z év

szakos

hőm

érsé

klet

válto

záso

k szórása

(°C

) a Kár

pát-m

edence

térs

égében

8 eu

rópa

i regioná

lis ég

hajlati

mod

ellszi

muláció

eredm

ényei ala

pján

a 2

071–

2100

-as idősza

kban

, A2

szcená

rió eset

ére

Stan

dard

deviatio

n of

season

al te

mpe

rature

cha

nge

(°C

) exp

ected by

207

1–21

00 fo

r the

Car

pathian

Basin using the ou

tput

s of 8

RC

M

sim

ulations

, A2

scenario

156

5. ábra. A Magyarországon várható átlaghőmérséklet-változás évszakos értékei a 21. sz. végén (az 1961–1990 között i referencia-időszak hőmérsékletei a Budapesten mért értékeket jelzik)

Expected seasonal increase of mean temperature (°C) for Hungary by the end of 21st cen-tury (temperature values of the reference period, 1961–1990, represent the seasonal mean temperature in Budapest)

6. ábra. A Magyarországon várható maximum- és minimumhőmérséklet-változás évszakos értékei a 21. sz. végére (az 1961–1990 között i referencia-időszak hőmérsékletei a Budapesten mért értékeket jelzik)

Expected seasonal increase of daily minimum and maximum temperature (°C) for Hungary by the end of 21st century (temperature values of the reference period, 1961–1990, represent the seasonal mean temperature in Budapest)

157

Annak érdekében, hogy a 21. sz. végére, Magyarországon várható hő-mérséklet-változások (átlag, maximum, minimum) területi eloszlását jobban átt ekinthessük, a 4. táblázatban összefoglaltuk a téli és nyári melegedés területi gradiens értékeit. Nyáron zonális struktúra fi gyelhető meg minden paraméter esetén, azaz a várható melegedés mértéke északról dél felé növekszik. Télen általában meridionális struktúra várható, azaz nyugatról keletre haladva nő a várható melegedés – az egyedüli kivétel a maximumhőmérséklet várható növekedése a B2 szcenárió esetén, mely zonális elrendeződést mutat, de ebben az esetben is, ha nagyobb térséget veszünk fi gyelembe, akkor már itt is meg-jelenik a meridionális gradiens (Christensen, J.H. 2005). Tavasszal és ősszel sokkal kisebbek a gradiens értékek, nem haladják meg a 0,4 °C-ot.

A várható csapadékváltozás a Kárpát-medencében

A hőmérséklethez hasonlóan bemutatjuk a regionális klímamodellek által 2071–2100-ra becsült várható csapadékváltozás évszakos kompozitt érké-peit (7. és 9. ábra), valamint a kapott csapadékváltozásokból számított szórás-értékeket (8. és 10. ábra) a Kárpát-medence térségére.

Mind az A2, mind a B2 szcenárió esetén az évi csapadékösszegben nem várható jelentős mértékű változás (Bartholy, J. et al., 2003), de ezt nem mondhatjuk el az évszakos csapadékösszegekről. A csapadék változásának várható tendenciája nem minden évszakban azonos előjelű. Nyáron (és kisebb mértékben ősszel) a teljes vizsgált térségben a csapadék csökkenésére, míg télen (és kisebb mértékben tavasszal) a csapadék növekedésére számíthatunk. Az 5. táblázatban foglaljuk össze az évszakos csapadékváltozás Magyarországra várható értékeit a két vizsgált szcenárióra. A hőmérséklethez hasonlóan az A2 szcenárió esetén nagyobb mértékű csapadékváltozás valószínűsíthető, mint a

4. táblázat. A 2071–2100-as időszakban várható nyári és téli hőmérsékletnövekedés térbeli gradiens-értékei a Kárpát-medencében*

Hőmérséklet SzcenárióNyár (JJA) Tél (DJF)

°C

ÁtlaghőmérsékletA2 Zonális: +0,7 Meridionális: +0,6 B2 Zonális: +0,5 Meridionális: +0,5

Maximum hőmérsékletA2 Zonális: +0,6 Meridionális: +0,5 B2 Zonális: +0,4 Zonális: +0,4

Mininimum hőmérsékletA2 Zonális: +0,7 Meridionális: +0,8 B2 Zonális: +0,6 Meridionális: +0,7

* A pozitív irány a zonális gradiens esetén É-ról D-re, a meridionális gradiens esetén Ny-ról K-re mutat.

158

B2 szcenárióra. Az előrejelzett csapadékcsökkenés mértéke nyáron 24–33% (A2 szcenárió), ill. 10–20% (B2 szcenárió), míg a téli csapadéknövekedés mértéke 23–37% (A2 szcenárió), ill. 20–27% (B2 szcenárió). A modelleredményekből adódó bizonytalanságot reprezentáló évszakos szórástérképek alapján (8. és 10. ábra) a modellek előrejelzésében a legnagyobb eltérések az A2 szcenárió esetén nyáron mutatkoznak (amikor a szórásértékek akár a 20%-ot is elérhetik), míg a B2 szcenárió esetén tavasszal (amikor a szórásértékek elérik a 16%-ot). A többi évszakban viszonylag jó egyezés mutatkozik a modelleredmények között .

A 11. ábrán bemutatjuk a magyarországi csapadék éves eloszlásában várható változást az A2 és a B2 szcenárió esetén. Az évszakonkénti csapa-dékcsökkenést szürke, míg a csapadéknövekedést fekete nyilak jelölik. Az 1961–1990 között i referencia időszakban az átlagosan lehullott csapadékmen-nyiség alapján az évszakonkénti értékek csökkenő sorrendje: nyár, tavasz, ősz, tél. A modelleredmények e sorrend teljes átrendeződését valószínűsítik a 21. sz. végére. A modellek azt jelzik, hogy mindkét szcenárió esetén a legcsapadé-kosabb két évszak a tél és a tavasz lesz (ebben a sorrendben). A legszárazabb évszak pedig az A2 szcenárió szerint várhatóan a nyár, míg a B2 szcenárió esetén az ősz lesz.

A klímaprojekciók alapján a B2 szcenárió esetén az évszakos csapa-dék-mennyiségek között i különbségek szignifi káns csökkenése várható (felére csökken), mely azt eredményezi, hogy az éves csapadékeloszlás kiegyenlí-tett ebbé válik a 21. sz. végére. Nem mondható el ugyanez az A2 szcenárió esetére, ahol várhatóan továbbra is jelentős mértékben eltér egymástól a téli és a nyári csapadékösszeg, miközben a legszárazabb és a legcsapadékosabb évszak felcserélődik.

A csapadék sokkal változékonyabb meteorológiai elem, mint a hő-mérséklet, s ennek megfelelően a várható változások térbeli struktúrája is sokkal bonyolultabb. Az előrejelzett csapadékváltozások területi eloszlását a 6. táblázatban foglaljuk össze. Mind az A2, mind a B2 szcenárió esetén a legerő-sebb területi változékonyság télen várható, pozitív radiális gradienssel, azaz a szélektől befelé történő csapadéknövekedéssel. Nyáron az A2 szcenárió esetén zonális gradiens a jellemző, azaz É-ról D felé haladva a várható csapadék-csök-kenés mértéke nő. A B2 szcenárió esetén radiális gradiens a jellemző, vagyis a szélektől befelé haladva nő a csapadék-csökkenés mértéke.

5. táblázat. A 2071–2100-ra várható évszakos csapadékváltozás értékei Magyarországon*

SzcenárióTavasz (MAM) Nyár (JJA) Ősz (SON) Tél (DJF)

%A2 0 – (+10) (-24) – (-33) (-3) – (-10) (+23) – (+37)B2 (+3) – (+12) (-10) – (-20) (-5) – 0 (+20) – (+27)

*A megjegyzést lásd a 2. táblázatnál.

159

7. á

bra.

Évsza

kos csap

adék

válto

zás

(%) a

Kár

pát-m

edence

térs

égében

16 eu

rópa

i regioná

lis égh

ajlati

mod

ellszi

muláció

eredm

ényei

ala

pján

a 2

071–

2100

-as idősza

kban

, A2

szcená

rió eset

én

Season

al preci

pitatio

n chan

ge (

%) ex

pected

by

2071

–210

0 for the

Car

pathian

Basin using the ou

tput

s of

16

RC

M sim

ulations

,

A2

scenario

160

8. á

bra.

Az

évszakos

csa

padé

kváltozá

sok

szórása

(%) a

Kár

pát-m

edence

térs

égében

16 eu

rópa

i regioná

lis égh

ajlati

mod

ellszi

muláció

eredm

ényei ala

pján

a 2

071 –

2100

-as idősza

kban

, A2

szcená

rió eset

én

Stan

dard

deviatio

n of

season

al preci

pitatio

n chan

ge (%

) exp

ected by

207

1–21

00 fo

r the

Car

pathian

Basin using the ou

tput

s of 1

6 RC

M

sim

ulations

, A2

scenario

161

9. á

bra.

Évsza

kos csap

adék

válto

zás

(%) a

Kár

pát-m

edence

térs

égében

8 európ

ai regioná

lis égh

ajlati

mod

ellszi

muláció

eredm

ényei

ala

pján

a 2

071–

2100

-as idősza

kban

, B2

szcená

rió eset

én

Season

al preci

pitatio

n chan

ge (

%) ex

pected

by

2071

–210

0 for the

Car

pathian

Basin using the ou

tput

s of

8 R

CM

sim

ulations

, B2

scenario

162

10. á

bra.

Az

évszakos

csa

padé

kváltozá

sok

szórása

(%) a

Kár

pát-m

edence

térs

égében

8 európ

ai re

gion

ális

égh

ajlati

mod

ellszi

muláció

eredm

ényei ala

pján

a 2

071–

2100

-as idősza

kban

, B2

szcená

rió eset

én

Stan

dard

deviatio

n of

season

al preci

pitatio

n chan

ge (%

) exp

ected by

207

1–21

00 fo

r the

Car

pathian

Basin using the ou

tput

s of 8

RC

M

sim

ulations

, B2

scenario

163

A hőmérséklethez hasonlóan, a csapadékra is végeztünk hibaanalízist az 1961–90-es időszakra a CRU adatbázis (New, M. et al. 1999) felhasználásával. A csapadék esetén a modellek inkább felülbecslik a jelen éghajlati viszonyokat, s csupán a vizsgált terület DNy-i régiójában találunk alulbecslést. Szigorúan hazánk területét vizsgálva a szimulált és mért csapadékértékek között i eltérések a -10% és +20% között i intervallumba esnek (Bartholy, J. et al. 2007).

Az 1 °C-os globális melegedés esetére várható éghajlatváltozása Kárpát-medencében

A PRUDENCE projekt keretében végzett modellfutt atások célidőszaka a 21. sz. vége (2071–2100), így a Kárpát-medencére vonatkozó elemzéseink-

11. ábra. A Magyarországon várható csapadékváltozás évszakos értékei a 21. sz. végére (az 1961–1990 között i referencia-időszak értékekei a Budapesten mért csapadékösszegeket jelzik)

Expected seasonal change of mean precipitation (mm) for Hungary by the end of 21st cen-tury (precipitation values of the reference period, 1961–1990, represent the seasonal mean precipitation amount in Budapest)

6. táblázat. A 2071–2100-as időszakban várható évszakos csapadékváltozás térbeli gradiens-értékei a Kárpát-medencében*

Szcenárió Tavasz (MAM)Nyár (JJA) Ősz (SON) Tél (DJF)

%A2 Zonális: –10 Zonális: –8 Meridionális: –7 Radiális: +13B2 Zonális: –5 Radiális: –10 Radiális: 0 Radiális: +5

*A pozitív irány a zonális gradiens esetén É-ról D-re, a meridionális gradiens esetén Ny-ról K-re, a radiális gradiens esetén a szélektől befelé mutat

164

ben mi is ezt az időszakot vizsgáltuk. A klímaváltozások okozta hatásvizs-gálatokhoz a közelebbi jövőre vonatkozó előrejelzésekre lenne szükség, de ezek egyelőre még nem állnak rendelkezésünkre. A századvégre (2071–2100) vonatkozó modellbecslések alapján Christensen, J.H. (2005) meghatározta az 1 °C-os globális melegedéshez tartozó regionális hőmérséklet- és csapa-dékváltozásokat az európai országokra (az A2, ill. a B2 szcenáriók esetén adódó globális melegedés mértékét 1 °C-ra arányosítva). Ehhez az elemzés-hez 50 km x 50 km-es ráccsal fedték le egész Európát, és az adott országok területére eső rácsponti értékeket átlagolták. Majd az összes modellfutt atás (25) hőmérsékletre és csapadékra vonatkozó becsléseit összegezték. Ezután az évi és évszakos átlag-, ill. szórásértékek alapján egy normál eloszlású va-lószínűségi függvényt illesztett ek, és ez alapján számított ák a 95%-os, 50%-os és 5%-os valószínűséggel várható értékeket, amelyek mindegyikéhez megad-ták a 95%-os konfi dencia-intervullamot is. Ezeket az eredményeket foglaljuk össze Magyarországra a 7. és 8. táblázatban a hőmérsékletre, ill. a csapadékra vonatkozóan, amelyek közel 30 rácspont becsléseit veszik alapul. A számsze-rűsített eredmények összhangban vannak az előző két fejezetben bemutatott térképeken látható becslésekkel.

7. táblázat. Magyarországon várható hőmérsékletváltozás a 2071–2100-as időszakban 25 modellszimuláció eredményei alapján (Christensen, J.H. 2005 *

Mutató Éves Tavasz (MAM) Nyár (JJA) Ősz (SON) Tél (DJF)

Átlag 1,4 1,1 1,7 1,5 1,3Szórás 0,3 0,3 0,4 0,3 0,395. percentilis 1,9 [1,8–2,1] 1,6 [1,5–1,8] 2,4 [2,2–2,6] 2,0 [1,8–2,1] 1,9 [1,7–2,1]5. percentilis 0,9 [0,7–1,0] 0,6 [0,5–0,8] 1,0 [0,8–1,2] 1,0 [0,8–1,1] 0,8 [0,6–0,9]

*A percentilisek esetén a zárójelben található értékek a 95%-os konfi dencia-intervallumot jelölik.

8. táblázat. Magyarországon várható csapadékváltozás a 2071–2100-as időszakban 25 modellszimuláció eredményei alapján (Christensen, J.H. 2005*)

Mutató Éves Tavasz (MAM) Nyár (JJA) Ősz (SON) Tél (DJF)

Átlag -0,3 0,9 -8,2 -1,9 9,0Szórás 2,2 3,7 5,3 2,1 3,795. percen-tilis

3,4 [2,2–4,6]

7,0[5,0–9,0]

0,5[(-2,3)–(3,2)]

1,5[0,4–2,7]

15,0[13,0–16,9]

5. percentilis -3,9[(-5,1) –(-2,8)]

-5,2[(-7,2)–(-3,3)]

-16,9[(-19,5)–(-14,1)]

-5,3[(-6,4)–(-4,2)]

3,0[1,0–5,0]

*A megjegyzést lásd a 7 táblázatnál.

165

A hőmérséklet esetén egyértelműen melegedő tendencia mutatkozik (7. táblázat), ami erősebb az 1 °C-os globális átlaghőmérséklet-emelkedésnél. Az évi 1,4 °C-os hőmérséklet emelkedésnél nagyobb mértékű változásra számít-hatunk nyáron és ősszel (1,7, ill. 1,5 °C), míg télen és tavasszal valamivel kisebb mértékűre (1,3, ill. 1,1 °C). A 2071–2100-ra várható évi csapadékösszeg-változás csekély mértékű negatív tendenciával jellemezhető (8. táblázat). Az évszakos csa-padékösszegben hazánkban jelentős (abszolút értékben átlagosan közel 10%-os) változás a téli és nyári évszakban valószínűsíthető, előbbi esetén növekedésre, utóbbinál csökkenésre számíthatunk. Az átmeneti évszakokban a különböző modellek által adott becslések nem ennyire egyértelműek – némelyek modell csökkenést, mások növekedést valószínűsítenek Magyarország térségére.

Következtetések

Az Európai Unió V. keretprogramja által fi nanszírozott PRUDENCE projekt az SRES A2 és B2 szcenárió esetén Európára ad becsléseket a 21. sz. utolsó három évtizedére, 50 km-es rácsfelbontással. E vizsgálatok eredményei alapján levonható az az általános következtetés, hogy a Kárpát-medencében a hőmérséklet egyértelműen melegedő tendenciát mutat – az évi átlagnál nagyobb mértékű hőmérséklet-növekedés várható nyáron és ősszel. Az évi csapadékösszeg 2071–2100-ra várható változását csekély mértékű negatív tendencia jellemzi, télen növekedő, míg nyáron csökkenő évszakos csapadék-összeg valószínűsíthető. Részletesebben az alábbiakban foglaljuk össze a jelen cikkben tárgyalt vizsgálataink eredményeit.

– Hasonlóan a globális és európai eredményekhez, a Kárpát-medencére is az A2 szcenárió esetén nagyobb melegedés várható, mint a B2 esetén. A mele-gedés mindkét szcenárió esetén nyáron a legnagyobb, s tavasszal a legkisebb.

– A 2071–2100-as időszakban a melegedés várható mértéke mindkét szcenáriór esetén mindegyik évszakban meghaladja a 2,5 °C-ot, de kisebb lesz, mint 4,8 °C. A legnagyobb mértékű melegedés várhatóan nyáron lesz, az A2 szcenárió esetén 4,8 °C, és 4,0 °C a B2 szcenárióra. A legkisebb hőmérséklet-nö-vekedés tavasszal várható: 3,1 °C (A2), ill. 2,5 °C (B2). A legkisebb eltérés az A2 és B2 szcenárió között tavasszal várható (0,6 °C), míg a legnagyobb télen (1,0 °C).

– Az 1961–1990 között i referencia időszakban a szimulációk felülbecs-lik a hőmérsékletet a Kárpát-medence térségében, csak a vizsgált terület nyu-gati és az északkeleti határain fi gyelhetünk meg alulbecslést.

– A legnagyobb melegedés mindkét szcenárió esetén nyáron várható. A maximumhőmérséklet várható növekedése 4,9–5,3 °C (A2), ill. 4,0–4,4 °C (B2). A minimumhőmérséklet várható növekedése 4,2–4,8 °C (A2) ill. 3,5–4,0 °C (B2). Amint a számértékekből kitűnik, a minimumhőmérséklet valószínűsíthető nö-vekedése általában (tél kivételével) kisebb, mint a maximumhőmérsékleté.

166

– Nyáron zonális struktúra fi gyelhető meg minden hőmérsékleti pa-raméter esetén, azaz a várható melegedés mértéke É-ról D felé növekszik. Télen általában meridionális struktúra várható, azaz Ny-ról K-re haladva nő a várható melegedés. Tavasszal és ősszel sokkal kisebbek a gradiens értékek, az ország határain belül nem haladják meg a 0,4 °C-ot.

– Mind az A2, mind a B2 szcenárió esetén a csapadék évi összegében nem várható jelentős mértékű változás, viszont az évszakos csapadékösszegek változásának várható tendenciája eltérő előjelű. Nyáron (és kisebb mértékben ősszel) a Kárpát-medence térségében a csapadékmennyiség csökkenésére, míg télen (és kisebb mértékben tavasszal) annak növekedésére számíthatunk.

– Az előrejelzett csapadékcsökkenés mértéke nyáron 24–33% (A2 szcenárió), ill. 10–20% (B2 szcenárió), míg a téli csapadéknövekedés mértéke 23–37% (A2 szcenárió), ill. 20–27% (B2 szcenárió).

– Az 1961–1990 között i referencia időszakban a legcsapadékosabb évszakunk a nyár volt, a legszárazabb pedig a tél. A modelleredmények va-lószínűsítik az éven belüli csapadékeloszlás átrendeződését a 21. sz. végére. A modellek azt jelzik, hogy mindkét szcenárió esetén a legcsapadékosabb évszak a tél lesz, míg a legszárazabb várhatóan a nyár (A2 szcenárió), ill. az ősz (B2 szcenárió).

– Mind az A2, mind a B2 szcenárió szerint a legnagyobb területi válto-zékonyság télen várható, pozitív radiális gradienssel. Nyáron az A2 szcenárió esetén zonális gradiens a jellemző, míg a B2 szcenárió esetén radiális.

Hangsúlyozzuk, hogy az itt bemutatott modellbecslések nem pótolják az olyan dinamikus modellekkel (Bartholy, J. et al. 2006; Horányi A. 2006) végzendő, a 21. sz. egészére kiterjedő fi nom felbontású (akár 10 km-es) regio-nális klímaanalízist, amely több globális éghajlati szcenáriót vesz fi gyelembe, amellett számos meteorológiai paramétert és éghajlati szélsőértékeket is tar-talmaz. Amíg ezek a részletes elemzések elkészülnek, addig az itt bemutatott eredmények tendencia jellegű információkat nyújthatnak a klímapolitikusok és gazdasági tervezők munkájához.

Köszönetnyilvánítás

Az éghajlatváltozási modellszimulációk adatbázisát az EU EVK2–CT2001-00132 számú szerződésében támogatott PRUDENCE projekt keretében állított ák elő. Kutatásainkat az MTA és a Miniszterelnöki Hivatal 10.025–MeH-IV/3.1/2006 számú pályázata, az OTKA T-049824 számú pályázata, valamint az NKFP-3A/0082/2004 és az NKFP-6/079/2005 pá-lyázatok támogatt ák. További segítséget nyújtott az EU VI. keretprogram CECILIA pro-jektje (GOCE-037005), a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium, továbbá az MTA TKI Alkalmazkodás a klímaváltozáshoz című, 2006/TKI/246 számú programja.

167

IRODALOM

Bartholy, J.–Pongrácz, R.–Matyasovszky, I.–Schlanger, V. 2003. Expected regional vari-ations and changes of mean and extreme climatology of Eastern/Central Europe. – In: Combined Preprints CD-ROM of the 83rd AMS Annual Meeting. Paper 4.7, American Meteorological Society, 10 p.

Bartholy, J.–Pongrácz, R.–Torma, Cs.–Hunyady, A. 2006, A PRECIS regionális klímamodell és adaptálása az ELTE Meteorológiai Tanszékén. – In: 31. Meteorológiai Tudományos Napok. – Az éghajlat regionális módosulásának objektív becslését megalapozó klímadinamikai kutatások (szerk: Weidinger T.) Oszágos Meteorológiai Szolgálat, Budapest, pp. 99–114.

Bartholy, J.–Pongrácz, R.–Gelybó, Gy. 2007. Regional climate change expected in Hungary for 2071–2100. – Applied Ecology and Environmental Research, 5. pp. 1–17.

Benestad, R.E. 2005. Climate change scenarios for northern Europe from multi-model IPCC AR4 climate simulations. – Geophysical Research Lett ers, 32. L17704, doi:10.1029/2005GL023401.

Black, E.–Blackburn, M.–Harrison, G.–Hoskins. B.J.–Methven, J. 2004. Factors contribut-ing to the summer 2003 European heatwave. – Weather, 59. pp. 217–223.

Christensen, J.H. 2005. Prediction of Regional scenarios and Uncertainties for Defi ning European Climate change risks and Eff ects – Final Report. – DMI, Copenhagen, 269 p.

Christensen, O.B.–Christensen, J.H. 2004. Intensifi cation of extreme European summer pre-cipitation in a warmer climate. – Global and Planetary Change, 44. pp. 107–117.

Fink, A.H.–Brücker, T.–Krüger, A.–Leckebusch, G.C.–Pinto, J.G.–Ulbrich, U. 2004. The 2003 European summer heatwaves and drought – synoptic diagnostics and impacts. – Weather, 59. pp. 209–216.

Giorgi, F. 1990. Simulation of regional climate using a limited area model nested in a general circulation model. – Journal of Climate, 3. pp. 941–963.

Hanssen-Bauer, I.–Achberger, C.–Benestad, R.E.–Chen, D.–Førland, E.J. 2005. Statistical downscaling of climate scenarios over Scandinavia: A review. – Climate Research, 29. pp. 255–268.

Horányi A. 2006. Regionális klímadinamikai kutatások: nemzetközi és hazai átt ekintés. – In: 31. Meteorológiai Tudományos Napok – Az éghajlat regionális módosulásának objektív becslését megalapozó klímadinamikai kutatások (szerk: Weidinger T.) Oszágos Meteorológiai Szolgálat, Budapest, pp. 62–70.

IPCC 2007. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fourth Assessment Report of the IPCC. – Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, New York.

New, M.–Hulme, M.–Jones P. 1999. Representing twentieth-century space-time climate variability. Part I: Development of a 1961–90 mean monthly terrestrial climatology. – Journal of Climate, 12. pp. 829–856.

Pal, J.S.–Giorgi, F.–Bi, X. 2004. Consistency of recent European summer precipitation trends and extremes with future regional climate projections. – Geophysical Research Lett ers, 31. L13202, doi:10.1029/2004GL019836.

Tebaldi, C.–Hayhoe, K.–Arblaster, J.M.–Meehl, G.E. 2006. Going to the extremes: an intercomparison of model-simulated historical and future changes in extreme events. – Climatic Change, 79. pp. 185–211.